JP2001129429A - プラスチック被覆電線廃材に含まれる塩化ビニル樹脂廃材の処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は使用を終えたプラスチック電線の電
線被覆廃材から塩化ビニル樹脂廃材を分離し、該塩化ビ
ニル樹脂廃材を再利用するために、該廃材から銅を効率
よく除去する処理システムを提供することを課題とす
る。 【解決手段】 本発明は、プラスチック被覆廃電線を粉
砕し、比重差により銅とプラスチック被覆廃材とに分離
する第１工程と、銅を一次分離した被覆廃材を水槽に投
入してプラスチック被覆廃材から塩化ビニル樹脂廃材を
分離する第２工程と、分離された塩化ビニル樹脂廃材に
含まれる銅を振動式の湿式比重差分別装置により分離す
る第３工程と、前記第３工程でも取り除けない銅を再度
ユーラスモーターを備えた振動器により２段目の銅除去
処理を行う第４工程と、乾燥処理する第５工程とからな
ることを特徴とし、塩化ビニル廃材を再利用するのに支
障のない銅量にまで低減する処理システムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は使用を終えたプラス
チック被覆電線を回収して解体し、解体したプラスチッ
ク電線の被覆廃材を先ず銅とプラスチック廃材とに一次
分離し、次いでプラスチック廃材を塩化ビニル樹脂廃材
と他の樹脂廃材とに分離し、分離した塩化ビニル樹脂廃
材に残留する少量の銅を更に効率よく分離して、塩化ビ
ニル樹脂廃材を再利用または廃却処理するための電線被
覆廃材中の塩化ビニル樹脂廃材処理システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電線、特に屋外に配線された電線は、そ
の安全性を考慮して、一定期間使用されると取り替えら
れる。取り替えられた廃電線は導体（主として銅）と被
覆廃材（主としてプラスチック）とに分離される。分離
された被覆廃材の内、石油系の材料からなる被覆廃材に
ついては燃料化して石油代替エネルギーとしての再利用
（リサイクル）の方法が開発されている。一方、塩化ビ
ニル樹脂を主体とした被覆廃材の再利用（リサイクル）
は遅れており、塩素と少量の銅を含有することから、殆
どが埋立処理されている。

【０００３】廃電線のリサイクルは先ず電線を導体
（銅）と被覆廃材（プラスチック）とに分離する。導体
と被覆廃材との分離は電線のサイズにより次の２つの方
法に分けられる。 （１）導体径が１．６ｍｍ以上の電線 回収された廃電線を一定の長さに切断し、ケーブルコア
まで解体後、該ケーブルコアを剥線機により導体から被
覆材を剥がして導体と被覆廃材とを分離する方法（以下
剥線法という）。 （２）導体径が１．６ｍｍ未満の電線 回収された廃電線を自動粉砕機に投入し、導体と被覆廃
材とを一緒に細かく切断、粉砕（ナゲット処理）し、粉
砕片を比重差によって導体と被覆廃材とに分離する方法
（以下ナゲット法という）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したサイズの大き
い電線については剥線法で導体と被覆材とに分離回収す
るため、回収された被覆廃材に銅が付着していることは
殆どなく、従って被覆廃材はそのまま再処理工程へと回
すことができる。一方、通信線等細線からなる電線はそ
のまま切断、粉砕（ナゲット処理）し、比重差分別法に
より導体と被覆廃材とに分離している。しかしながらナ
ゲット処理により粉砕されたナゲット廃材を従来の比重
差分別法で銅とプラスチック廃材とに分離しても、分離
後の被覆廃材には最高で６％もの銅が残留したままとな
っていたために、被覆廃材を再利用するには下記するよ
うに種々の問題を含んでいた。また、電線の種類によっ
ては、例えばポリエチレン絶縁、ポリ塩化ビニルシース
といった異なるプラスチック材料で被覆された電線もあ
り、ナゲット法で処理された被覆廃材には種類の異なる
プラスチックが含まれている。被覆廃材は代替エネルギ
ーとして再利用されるか、または廃材として埋立処理さ
れる。代替エネルギーとしては主として高炉用の原料と
して使用される。ところで、高炉では鉄を熔解するが、
原料中に銅が含まれていると、その銅が鉄に入り込んで
鉄の品質を極端に劣化させるため、原料中の銅の量を極
端に少なくすることが要望されている。しかしながら、
ナゲット法にて処理した廃電線の被覆廃材（以下ナゲッ
ト廃材という）には前述したように最高で６％もの銅が
含まれているために高炉用の原料としては使用できない
ものがあった。

【０００５】また、近時、資源循環型社会の要求からマ
テリアルリサイクルの研究が進められ、電線被覆廃材の
リサイクルにもこのマテリアルリサイクルの適用が検討
されている。ところで、プラスチック被覆廃電線のナゲ
ット廃材には、前述したようにポリエチレン、塩化ビニ
ル樹脂等が混在している。このようにポリエチレン、塩
化ビニル樹脂等が混在しているナゲット廃材にマテリア
ルリサイクルを適用することはできないために、ナゲッ
ト廃材をポリエチレン、塩化ビニル樹脂等、それぞれ単
独成分に分離、分別することが要求されてきている。

【０００６】そこで、本発明者はナゲット処理した被覆
廃材につき湿式比重差分別装置のトラフの振動数、トラ
フの傾斜角度、噴射水量を種々変化させて被覆廃材から
銅を分離する実験を繰り返したところ、銅を０．２％程
度まで除去することに成功したが、これ以上取り除くこ
とはできなかった。そのため、ナゲット廃材に銅が残留
している状況を詳細に調査したところ、（１）粉砕され
た被覆廃材に銅がめり込んで固着しているものと、
（２）ナゲット処理時に被覆廃材と銅とが分離されず
に、寸断された単線の状態で残っているもの、とがある
ことを突き止め、さらにこれら銅を多く含んでいる粉砕
片について詳細に調査したところ、何れも粉砕片の大き
さが大きく、目の開き（目開き）３ｍｍの分級機（篩）
を通過しないもの（以下ミスカット材という）が大部分
であることを突き止めた。

【０００７】そこで、マテリアルリサイクルを満足させ
るためにナゲット廃材から塩化ビニル樹脂廃材とポリエ
チレン廃材とを分離、分別する方法と、高炉用燃料とし
てリサイクル可能なまでに銅の含有量を低下、除去する
方法とにつき鋭意研究し、これらを満足するシステムを
完成するとともに、開発したシステムの自動化について
も研究を重ね、本発明を完成した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、プラスチック
被覆廃電線を粉砕し、比重差により銅とプラスチック被
覆廃材とに分離する第１工程と、銅を一次分離した被覆
廃材を水槽に投入してプラスチック被覆廃材から塩化ビ
ニル樹脂廃材を分離する第２工程と、分離された塩化ビ
ニル樹脂廃材に含まれる銅を振動式の湿式比重差分別装
置により分離する第３工程と、前記第３工程でも取り除
けない銅を再度ユーラスモーターを備えた振動器により
２段目の銅除去処理を行う第４工程と、銅を除去した塩
化ビニル樹脂廃材をロータリキルン式乾燥機にて乾燥処
理する第５工程とからなることを特徴とするプラスチッ
ク被覆電線廃材に含まれる塩化ビニル樹脂廃材の処理シ
ステムである。

【０００９】本発明は、前記第２工程から第４工程まで
の作業を連続的に実施することができる。また、前記第
３工程以降に送られる塩化ビニル樹脂廃材の大きさを３
ｍｍ以下とすることにより、塩化ビニル樹脂廃材中に含
まれる銅の量を極端に少なくすることができる、被覆電
線廃材に含まれる塩化ビニル樹脂廃材の処理システムで
ある。

【００１０】本発明は先ず、ナゲット廃材から比重差に
より銅を分離する。次いで、水中で塩化ビニル樹脂廃材
とポリエチレン廃材とに分離、分別する。次いで振動式
湿式比重差分別装置、ならびにユーラスモーターを備え
た振動器により銅を更に分離除去し、最後に塩化ビニル
樹脂廃材を乾燥してリサイクル原料とするシステムであ
る。このシステムは自動化することが可能であり、ま
た、ナゲット廃材の大きさが３ｍｍ以上のミスカット材
を予め除去することにより、高炉用燃料の原料として再
使用可能なまでに銅を取り除くことに成功したものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明は第１工程から第５工程で構成されるシステムで、
図１にその工程概略図を示す。図１は本発明の一実施形
態を示すもので、Ａは乾式比重差分別装置（図示せず）
で銅を一次分離した被覆廃材を投入する水槽、Ｂは湿式
比重差分別装置、Ｃはユーラスモーターを備えた振動
器、Ｄはロータリキルン式乾燥機である。なお、図中Ｅ
はミスカット材を取り除く分級器である。第１工程は、
先ず、廃電線収納容器Ｆに収納した廃電線をナゲット処
理機Ｇにて粉砕し、粉砕した被覆廃材（ナゲット廃材）
を乾式比重差分別装置Ｈにより銅とプラスチックとに分
離する。比重差による銅と被覆廃材（プラスチック）と
の分離は乾式法で容易に一次分離できる。銅を一次分離
した被覆廃材は必要により分級器（篩）Ｅによりミスカ
ット材を取り除き、第２工程の水槽Ａに投入される。な
お、ミスカット材は再度ナゲット処理機にかけて粉砕
し、同様に処理される。

【００１２】第２工程は水槽Ａにより塩化ビニル樹脂廃
材とポリエチレン廃材とに分別する工程である。図２は
本発明の一実施形態で使用する水槽Ａの説明図で、銅を
一次分離した被覆廃材は水槽Ａの水中にスクリューコン
ベア１で投入される。水槽Ａの水中に投入された被覆廃
材のうち水よりも比重の軽いポリエチレン廃材３は水に
浮き、水より比重の重い塩化ビニル樹脂廃材２は沈むこ
とにより塩化ビニル樹脂とポリエチレンとに分離され
る。水槽Ａの下に沈んだ塩化ビニル樹脂廃材２はスクリ
ューコンベア４により振動式の湿式比重差分別装置Ｂの
ホッパー２１に投入される。なお、水に浮かんだポリエ
チレン廃材３はスクリューコンベア５により水槽の外へ
導かれ、図示しないコンテナーに詰められて次の工程へ
送られ、再処理される。

【００１３】第３工程は塩化ビニル樹脂廃材に含まれる
銅を除去する湿式比重差分別装置Ｂによる銅の分離で、
図３は湿式比重差分別装置Ｂの一実施形態を示す説明図
である。湿式比重差分別装置Ｂは塩化ビニル樹脂廃材が
投入されるホッパー２１に直結されたフィーダー２２
と、塩化ビニル樹脂廃材から銅を比重差により分別する
トラフ２４と、塩化ビニル樹脂廃材を浮遊させ、押し流
す水を供給する水噴射装置２６と、トラフ２４に振動を
付与する振動装置２８とで構成されている。塩化ビニル
樹脂廃材中に含まれる銅の除去は、ホッパー２１に投入
された塩化ビニル樹脂廃材をフィーダー２２から水の流
れに乗せて、振動しているトラフ２４へ供給する。供給
された塩化ビニル樹脂廃材はトラフ２４の振動と傾斜、
並びに水噴射装置２６からの水流により下流に流される
が、その過程で塩化ビニル樹脂廃材中に混入している銅
を分離し、分離された銅は重いためにトラフ２４の底に
沈みトラフ２４の振動によって底板に沿って上側に移動
する。一方塩化ビニル樹脂廃材は銅に比べて軽いために
噴射水流により水の中を浮遊しつつトラフ２４の下側に
流され、銅と塩化ビニル樹脂廃材とは分離される。下流
に流された塩化ビニル樹脂廃材は続いて２段目の銅除去
処理を行うユーラスモーターを備えた振動器Ｃのトラフ
３１へ供給される。

【００１４】なお、湿式比重差分別装置Ｂのトラフ２４
は０〜７°まで傾斜角度を変えることができ、また、振
動はインバータ制御により任意に変えることができ、塩
化ビニル樹脂廃材からの銅の分別に最適な条件を選定す
ることができる。また、湿式分別に使用する水は、添加
物のない水を使用することもできるが、少量の界面活性
剤を添加すると塩化ビニル樹脂廃材から銅を分離し易く
なり、効果的に銅の分離作業を行うことができる。界面
活性剤としては任意のものが使用できる。また、添加量
としては、界面活性剤の種類にもよるが、０．１〜２．
０％程度添加するとよい。添加量が０．１％以下では界
面活性剤を添加した効果がそれほど現れず、また、２．
０％以上添加しても効果は飽和し、寧ろ不経済となり、
また、排水処理の問題も生じてくるため好ましくない。

【００１５】第４工程は第３工程で分離しきれなかった
銅を分離する銅の分離工程と、塩化ビニル樹脂廃材と水
とを分離する水切工程で、該銅分離水切工程は図４に示
すようにユーラスモーター３２を備えた振動器Ｃで構成
されている。該振動器Ｃは塩化ビニル樹脂廃材から銅を
比重差により分別するトラフ３１と、該トラフ３１に振
動を付与するユーラスモーター３２とで構成され、トラ
フ３１は１°〜３°の傾斜角度を有し、トラフ３１の底
板は第２工程で水とともに供給される塩化ビニル樹脂廃
材から水をとるために細かな編み目状となし、２台のユ
ーラスモーター３２により振動が加えられるように構成
されている。ユーラスモーター３２はインダクタンスモ
ーターのシャフトの両軸端に偏芯ウエイトを取り付けて
回転させ、それによって生ずる遠心力を振動として取り
出す振動発生機で、第４工程における水切りと、廃材に
付着して残る少量の銅を分離するのに適した低振幅高回
転遠心力の動きをトラフに付与するモーターである。

【００１６】ユーラスモーター３２により振動する振動
器Ｃのトラフ３１には第３工程の湿式比重差分別装置Ｂ
から直接塩化ビニル樹脂廃材が水とともに供給される。
トラフ３１に水とともに供給された塩化ビニル樹脂廃材
はトラフ３１のユーラスモーター３２による低振幅高回
転遠心力の振動により、塩化ビニル樹脂廃材はトラフ３
１の傾斜に沿って下方に移動し、塩化ビニル樹脂廃材と
ともに供給された水はトラフ３１の底板を構成する編み
目から下に落ちて塩化ビニル樹脂廃材から除かれる。ま
た、塩化ビニル樹脂廃材に付着してきた細かい銅粉（微
粉）もユーラスモーター３２による振動により塩化ビニ
ル樹脂廃材から分離し、この銅の微粉も編み目から下に
落ちて塩化ビニル樹脂廃材から分離される。この第４工
程により塩化ビニル樹脂廃材中に含まれる銅の量は極め
て少量にまで低減することができる。第４工程で再度銅
を分離された塩化ビニル樹脂廃材は第５工程のロータリ
キルン式乾燥炉Ｄへ送られる。なお、第４工程の振動器
Ｃは第３工程の湿式比重差分別装置Ｂと直結することも
できる。

【００１７】第５工程はロータリキルン式乾燥炉Ｄによ
る塩化ビニル樹脂廃材の乾燥工程で、該ロータリキルン
式乾燥炉の一実施形態を図５に示す。このロータリキル
ン式乾燥炉Ｄはモーター４４で回転する乾燥室４２と、
乾燥室４２に加熱ガスを送るヒータ４９（図１に示す）
とで構成されている。振動器Ｃを出た塩化ビニル樹脂廃
材は熱風で加熱されたロータリキルン式乾燥炉Ｄの乾燥
室４２に供給され、乾燥室４２内に設けた複数の棚４３
により攪拌されつつ加熱されたガス流により乾燥されて
供給側とは反対側の出口に導かれる。乾燥されて出口を
出た塩化ビニル樹脂廃材はチップ搬送ブロア４５により
送られ、収納容器５２に収納される。収納容器５２に収
納された塩化ビニル樹脂廃材は銅を殆ど含まないため、
この塩化ビニル樹脂廃材を脱塩素処理することにより高
炉用燃料の原材料として使用しても、高炉の銑鉄の品質
を阻害するようなこともない。

【００１８】図１は上述した第２工程から第５工程まで
を連続して実施するシステム（工程）を示している。即
ち、電線被覆廃材をナゲット処理（Ｇ）したナゲット材
を先ず乾式比重差分別装置Ｈにより銅とプラスチック廃
材とに一次分離し、該プラスチック廃材を水槽Ａの水中
に投入する。水槽Ａの水中に投入されたプラスチック廃
材は比重差により塩化ビニル樹脂廃材とポリエチレン廃
材とに分離され、水槽Ａの水中に沈んだ塩化ビニル樹脂
廃材はスクリューコンベア４により湿式比重差分別装置
Ｂのホッパー２１へと運ばれる。ホッパー２１に運ばれ
た塩化ビニル樹脂廃材は湿式比重差分別装置Ｂにより銅
を分離しつつ下方へと運ばれ、湿式比重差分別装置Ｂを
出ると次の振動器Ｃのトラフ３１へと水流に乗って移動
する。振動器Ｃで銅並びに水を分離した塩化ビニル樹脂
廃材は次工程のロータリキルン式乾燥炉Ｄの乾燥室４２
へと移動する。ロータリキルン式乾燥炉Ｄで乾燥された
塩化ビニル樹脂廃材は直接収納容器５２に収納される。
なお、図中４６はロータリキルン式乾燥炉Ｄに熱風を送
る送風ブロア、４７は乾燥炉Ｄ内に送られたガスを排出
する廃棄筒である。本発明では、上述したようにナゲッ
ト処理され、乾式比重差分別装置で銅を除かれたプラス
チック廃材は、水槽Ａに投入されてから収納容器５２に
収納されるまで、連続して自動的に処理することができ
る。

【００１９】前述したように、ナゲット処理したプラス
チック廃材の内、粉砕片の大きさが大きいミスカット材
には銅がプラスチック廃材に突き刺さり、あるいはプラ
スチック廃材にめり込み、または内包された状態で含ま
れているために、乾式比重差分別装置、湿式比重差分別
装置を駆使してプラスチック廃材から銅を分離しようと
してもミスカット材の銅を分離することができず、この
ミスカット材の混入がプラスチック廃材に含まれる銅含
有量を低減できない原因であった。このミスカット材は
一般にその大きさが他の粉砕片よりも大きく、目の開き
（目開き）３ｍｍの分級機（篩）を通過しない大きさの
ものが大部分である。そこで、３ｍｍ以上の粉砕片（ミ
スカット材）を予め分級器Ｅにより取り除き、図１に示
すシステムによりミスカット材が混入しないナゲット廃
材を対象として銅の分別作業を行うことで、ロータリキ
ルン式乾燥炉を出た塩化ビニル樹脂廃材の銅含有量は
０．２％未満にでき、環境を害することのない産業廃棄
物として再処理することができる。なお、分級器Ｅで取
り除かれたミスカット材は再度ナゲット処理して３ｍｍ
以下の粉砕片とし、本発明の工程により銅が除かれた塩
化ビニル樹脂廃材とすることができ、再利用することが
できる。

【００２０】本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。

【実施例１】 廃棄されたポリエチレン被覆電線とポリ
塩化ビニル被覆電線とをナゲット処理し、該ナゲット廃
材を先ず乾式比重差分別装置にて銅とプラスチック廃材
とに一次分別した。次に、分級器Ｅにより３ｍｍ以上の
大きさのミスカット材を除去した後、第２工程の水槽Ａ
の水中に投入してポリエチレン廃材と塩化ビニル樹脂廃
材とに分離した。次いで第３工程の湿式比重差分別装置
Ｂにて銅と塩化ビニル樹脂廃材とに分別し、さらに第４
工程の振動器Ｃにて銅を分離し、第５工程のロータリキ
ルン式乾燥器Ｄにて乾燥した。上記第２工程から第５工
程までを連続して自動的に処理することにより、従来の
各工程を分離して処理していたときの時間に比べて１／
１０の時間で処理が完了した。乾燥した塩化ビニル樹脂
廃材につき銅含有量を分析した結果、塩化ビニル樹脂廃
材中の銅の含有量は０．２％未満であった。

【００２１】

【実施例２】 実施例１で使用したと同じミスカット材
除去後のナゲット材を使用し、湿式比重差分別装置Ｂで
使用する水にアデカノール（界面活性剤）（商品名）を
０．５％添加した他は実施例１と同様に処理した。乾燥
した塩化ビニル樹脂廃材につき銅量を分析した結果、そ
の含有量は０．１５％以下であった。実施例１と比較し
て水に界面活性剤を添加することにより銅の分離に効果
があることが分かる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のシステム
によれば、廃電線の被覆廃材から銅を殆ど除去すること
ができる。また、第２工程から第５工程までを連結して
自動化することができるので人手を煩わせることなく、
かつ迅速に塩化ビニル樹脂廃材から銅を除去することが
でき、従って、電線被覆廃材を高炉用の原料として再利
用でき、或いはマテリアルリサイクルの適用が可能とな
り、また、埋立廃棄するに際しても土壌の汚染等を懸念
することなく廃棄できる等優れた効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明システムの一実施形態を示す概略説明図
である。

【図２】本発明で使用する水槽の一実施形態を示す概略
説明図である。

【図３】本発明で使用する湿式比重差分別装置の一実施
形態を示す概略説明図である。

【図４】本発明で使用する振動器の一実施形態を示す概
略説明図である。

【図５】本発明で使用するロータリキルン式乾燥器の一
実施形態を示す概略説明図である。

【符号の説明】

Ａ 水槽 Ｂ 湿式比重差分別装置 Ｃ 振動器 Ｄ ロータリキルン式乾燥機 Ｅ 分級器 Ｆ 廃電線収納容器 Ｇ ナゲット処理機 Ｈ 乾式比重差分別装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D071 AA05 AA12 AA46 AB05 AB13 AB14 AB23 CA01 CA03 CA05 DA15 DA20 4F301 AA17 BA01 BA13 BA21 BA29 BE21 BE30 BF03 BF08 BF09 BF12 BF32 4H015 AA02 AA17 AB01 BA08 BA09 BA12 BB01 BB13 CA03 CB01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック被覆廃電線を粉砕し、比重
   差により銅とプラスチック被覆廃材とに分離する第１工
   程と、銅を一次分離した被覆廃材を水槽に投入してプラ
   スチック被覆廃材から塩化ビニル樹脂廃材を分離する第
   ２工程と、分離された塩化ビニル樹脂廃材に含まれる銅
   を振動式の湿式比重差分別装置により分離する第３工程
   と、前記第３工程でも取り除けない銅を再度ユーラスモ
   ーターを備えた振動器により２段目の銅除去処理を行う
   第４工程と、銅を除去した塩化ビニル樹脂廃材をロータ
   リキルン式乾燥機にて乾燥処理する第５工程とからなる
   ことを特徴とするプラスチック被覆電線廃材に含まれる
   塩化ビニル樹脂廃材の処理システム。
2. 【請求項２】 前記第２工程から第５工程までの作業を
   連続的に実施することを特徴とする請求項１記載のプラ
   スチック被覆電線廃材に含まれる塩化ビニル樹脂廃材の
   処理システム。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の第３工程以降
   に送られる塩化ビニル樹脂廃材の大きさが３ｍｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載のプラス
   チック被覆電線廃材に含まれる塩化ビニル樹脂廃材の処
   理システム。